基于全壽命周期的裝配式建筑效益分析

龍源

（中煤科工集團重慶設計研究院有限公司，重慶 400016）

0 引言

裝配式建筑作為建筑產業現代化的重要組成部分，近些年呈現井噴式發展的態勢，這是我國經濟改革發展的需要，也是建筑業轉型升級的必由之路[1]。所謂裝配式建筑就是把在工廠加工制作好的裝配式構件和部品，包括梁、柱、樓板、內外墻板、門窗、樓梯、陽臺、連接節點、水暖電設備等運送到建筑施工現場，通過可靠的裝配連接方式建造而成的建筑[2、3]。隨著新材料、新工藝、新設備、新技術的不斷出現，建筑產業化的基礎性條件已基本成熟。但是裝配式構配件生產成本偏高，在一定程度上阻礙了建筑產業現代化的發展進程。經過一段時間的發展，裝配式建筑正逐漸由設計要點轉向裝配式建筑總成本分析。

本文結合某示范項目，分析了裝配式建筑的成本構成及其特點，探討裝配式建筑體系與傳統現澆結構體系的成本問題及現階段重慶市建筑產業現代化推廣中的效益呈現。

1 裝配式建筑成本

從全壽命周期分析，裝配式建筑成本主要包括傳統成本、產生的增量成本以及行政鼓勵補貼成本。建筑全壽命周期成本是建設過程中在某一個特定期限內發生的總費用，是衡量經濟效益的一個重要指標[4]。建筑的全壽命周期是從建筑工程項目策劃決策、勘察、設計、施工、交付、管理維護到拆除的全過程。本文將論述裝配式建筑全壽命周期的狹義成本，即資金成本。裝配式建筑全壽命周期的成本是裝配式建筑全過程發生的所有費用總和[5]。

1.1基礎成本

裝配式建筑的基礎成本與傳統結構現澆體系基本一致，主要有建造成本、使用成本和拆除成本。包括裝配式建筑可行性研究與咨詢，項目建造立項選址，勘察設計，以及前期準備的費用，裝配式預制部品部件（PC、SC、PC+SC）研發生產費、運輸費、吊裝費、土建費等；在正常使用階段由于居住所需的能源消耗所產生的費用，設備損耗、設備維護維修產生的費用；設備更換費用，排放廢棄物回收利用費用，直至最終建筑整體報廢拆除等成本。

1.2增量成本

現階段水平下，裝配式建筑會產生一定的增量成本。增量成本是由產量增量而導致的總成本的變化量，等于生產增量后的總成本減去生產增量前的總成本[6]。裝配式建筑增量成本既要考慮到部品部件的加工制作費用，也要考慮到采用綠色建筑和建筑節能技術所增加成本。在全壽命周期內，裝配式建筑主要在項目準備階段和建造階段考慮裝配式建筑的增量成本。

1.3補貼成本

為減輕前期裝配式建筑增量成本壓力，鼓勵發展裝配式建筑，裝配式建筑還有一個行政鼓勵成本，即補貼成本。以重慶為例，2015年11月，重慶市建委會同財政局印發《重慶市建筑產業現代化示范工程項目補助資金管理辦法》，大力推進裝配式建筑發展。補助標準：裝配式混凝土構件補助350元/m3，預制內墻隔板、非鋼筋混凝土預制外墻板補助15元/m2；鋼結構居住建筑和鋼結構辦公、科研、文教、商業、旅館等公共建筑按建筑面積補助30元/m2。

2 項目案例

以某示范工程項目（圖1、圖2）為例，采用裝配式混凝土結構（豎向PC構件）+三板（ALC加氣樓板、一體化外墻體、ALC隔墻板）的建造模式。

圖1 項目效果圖

圖2 BIM設計

根據重慶市裝配式建筑裝配率計算細則（試行），本項目的裝配率為51%（表1）。

表1 裝配率計算

根據設計圖紙和設計專篇文件，經統計其在建造階段的主要技術經濟指標如下：

由表2可知，裝配式建筑的綜合造價高于傳統現澆建筑，該項目增量成本增量約為111.5萬元，占比20.1%，即該項目的增量成本約占總建造成本的1/5。從成本組成分析，造成成本增量的因素是豎向構件的成本造價，裝配式建筑由于采用了PC豎向構件，相較于傳統現澆體系，在PC構件的生產、運輸、安裝等環節的成本較大，成本增加了2030417元。這與前期外地調研的情況，即PC構件生產、運輸及安裝的費用對建筑工程造價的影響程度最大的觀點基本一致。

同時，由表2可以看出，裝配化施工減少了現澆混凝土方量以及后續的抹灰作業量。除了在預制構件及安裝環節成本增加明顯外，在土石方、地基基礎、墻體工程、屋面工程、節能工程等等環節的資金投入都明顯下降。

表2 成本對比

3 成本增量分析

裝配式建筑主要的增量成本即為PC構件及安裝。由于現階段預制構件發展水平不足、產能不足、設備配套不足、工人經驗不夠，造成了PC構件生產、運輸、安裝等綜合成本居高不下。近年來，據相關裝配式建筑的研究資料分析，PC構件成本構成主要如圖3所示。

圖3 PC構件成本構成示意

圖3顯示：PC構件及安裝的成本構成主要為10%設備費、65%材料費、15%人工費、10%管理費。另外，成本受到相關稅費、生產規模、設計施工是否一體化、定制式生產還是通用式生產等多重因素的綜合影響。隨著裝配式建筑工程量的增多，PC構件的土地、廠房、設備及模板的攤銷費用將有較大的下降空間。

4 效益

4.1環境效益

裝配式建筑的部品部件在工廠生產，施工現場濕作業較少，揚塵、顆粒物、有害氣體等污染物的排放量降低。部品部件在生產過程中采取了現代化的管理手段，各環節按照清潔生產的要求控制產品的綠色度，污染物的產生量更少，污染物毒性更小，使得環境得到保護，促進了建筑的綠色發展。

裝配式建筑部品部件在工廠集中制作完成，工業化水平較高，部品部件質量可控，產品的隔音性能更易保證，在使用階段可以較好地隔絕外界噪聲，從而營造良好的室內聲環境。

建筑室內風環境直接決定了室內環境的舒適度，裝配式建筑在設計過程中可通過流體力學軟件PHOENICS對其進行室內風環境模擬，能夠實現良好的室內風環境[9]。

4.2社會效益

建筑預制部品部件建造與安裝分離，獨立生產，規范操作，可有效降低施工現場粉塵、顆粒物等有害氣體的排放，在建筑結構質量、施工方式、施工環境改善方面的優勢獲得了社會的積極評價，得到了社會的廣泛認可。

裝配式建筑減少了傳統施工現場支模澆筑養護產生的滲漏、蜂窩、麻面、開裂、斷層、露筋等混凝土質量通病，使建筑物的性能質量更加優化；裝配式結構安裝精確，誤差較小，維護結構采用“三明治”或者一體化復合板保溫設計，屋頂結構防水密實，保證了建筑整體的氣密性、水密性，使建筑整體保溫性能，房屋質量更優。

與裝配式建筑相關的建筑產品加工制造業、機械設備安裝業、設備租賃服務業、配套科技服務平臺體系以及物流服務體系等都得到了發展[10]，形成了以建筑加工業為主體，施工安裝、裝備制造以及配套服務業協調發展的產業化模式，帶動了社會勞動就業，提升了產業經濟發展。

裝配式建筑可大大提高工人勞動生產率，減輕勞動強度，與傳統施工方式相比施工工期可縮短30%～40%，節約人工費用約20%～30%，省去了很多傳統現澆建筑需要的施工工序，例如抹砂漿、保溫層、外裝修和墻體開槽等等工序[11]。

5 結論

裝配式建筑作為一種相對先進的建造模式，在生產模式、投資形式、回報方式、回報周期等方面與傳統現澆建筑有很大區別，但其在建筑全壽命周期內的綜合效益大于傳統建筑，特別是隨著綠色建筑的快速發展，裝配式建筑將成為建筑白銀時代挖掘潛在效益的新起點。